(相關(guān)資料圖)

在一項(xiàng)可能看到新一代深空立方體衛(wèi)星的行動(dòng)中，美國宇航局已經(jīng)為羅切斯特理工學(xué)院的一個(gè)項(xiàng)目開了綠燈，以開發(fā)一種核動(dòng)力源，其大小是目前用于行星任務(wù)的核動(dòng)力源的十分之一。

今天，大多數(shù)服役的衛(wèi)星都由太陽能電池板提供動(dòng)力，通過吸收光子在電池板的材料中產(chǎn)生電位不平衡來產(chǎn)生電流，從而將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。這些電池板的工作做得很好，但在火星軌道以外的深空或惡劣條件下，如火星塵暴或月球上的長夜，太陽光根本無法產(chǎn)生所需的能量。

作為一個(gè)替代方案，許多深空飛行器攜帶多任務(wù)放射性同位素?zé)岚l(fā)電機(jī)(MMRTG)，利用溫度梯度來發(fā)電。換句話說，放射性同位素產(chǎn)生熱量，熱電偶將熱量直接轉(zhuǎn)化為電能。這是一個(gè)工程師們熟悉的原理，在地球上被廣泛用于諸如煤油動(dòng)力收音機(jī)和營地爐子，也可以為移動(dòng)設(shè)備充電。

MMRTG的問題是它們相對(duì)笨重。例如，美國宇航局的毅力號(hào)火星車上使用的一對(duì)火星車，每個(gè)直徑25英寸(64厘米)，長26英寸(66厘米)，重量為99磅(45公斤)。它們每個(gè)都含有10.6磅(4.8公斤)的二氧化钚塞子作為燃料，在放射性元素衰變時(shí)為固態(tài)熱電偶提供熱量。

因此，這些MMRTG是為非常大的航天器保留的，"毅力 "號(hào)就像一輛SUV一樣大。這是因?yàn)樗褂玫南到y(tǒng)只有這么大的質(zhì)量比功率，這是衡量一臺(tái)機(jī)器每單位能產(chǎn)生多少瓦特的功率的標(biāo)準(zhǔn)。一輛家用汽車的質(zhì)量比功率為50至100瓦/公斤，而一架戰(zhàn)斗機(jī)的質(zhì)量比功率約為10,000瓦/公斤。

相比之下，一個(gè)MMRTG的比率約為30W/kg。

通過研究可能的RTG的尺寸、重量和功率(SWaP)的熱力學(xué)，NASA項(xiàng)目希望將這一比率降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，僅有3W/kg，而體積的減少也同樣巨大。